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闪充|232层堆叠？长江存储第四代3D闪存揭秘：独特架构 功不可没

8月2日 ， 国产闪存制造商长江存储在2022年闪存峰会（FMS）上宣布 ， 正式推出了基于晶栈?3.0（Xtacking?3.0）技术的第四代TLC三维闪存X3-9070 。
消息显示 ， 该3D NAND闪存堆叠层数或已达到了业界领先的232层 。
闪充|232层堆叠？长江存储第四代3D闪存揭秘：独特架构 功不可没
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长江存储第四代TLC三维闪存X3-9070
据介绍 ， X3-9070与上一代产品相比 ， 拥有更高的存储密度 ， 更快的I/O速度 ， 并采用6-plane设计 ， 性能提升的同时功耗更低 ， 进一步释放系统级产品潜能 。
具体来说 ， X3-9070具有以下技术特点：
性能：
X3-9070实现了高达2400MT/s的I/O传输速率 ， 符合ONFI 5.0规范；相较于长江存储上一代产品实现了50%的性能提升；
密度：
得益于晶栈3.0的架构创新 ， X3-9070成为了长江存储历史上密度最高的闪存颗粒产品 ， 能够在更小的单颗芯片中实现1Tb的存储容量；
提升系统级产品体验：
得益于创新的 6-plane设计（这意味着可以允许die可以进行更多的并行处理 ， 可以带来更出色的随机读取吞吐量） ， X3-9070相比传统4-plane ， 性能提升50%以上 ， 同时功耗降低25% ， 能效比显著提升 ， 可为终端用户带来更具吸引力的总体拥有成本（TCO） 。
另据长江存储介绍 ， X3-9070凭借出色的性能、更佳的耐用性以及高质量可靠性 ， 通过了美国电子器件工程联合委员会（JEDEC）定义的多项测试标准 。
虽然长江存储并未公开X3-9070具体的堆叠层数 ， 但是根据供应链的消息显示 ， 其堆叠层数已经达到了业界领先的232层 。
值得注意的是 ， 今年7月底 ， 美光才刚刚正式宣布量产业界首个232层堆叠的3D NAND芯片 ， 这也是当时全球首个量产的超过200层的3D NAND闪存芯片 ， 并且也是全球首款六平面(6-Plane) 设计的3D NAND闪存芯片 。
时隔仅数天的时间 ， 长江存储也顺利推出232层堆叠的X3-9070 ， 就成功追上业界顶尖水平 ， 确实是非常厉害 。
那么 ， 为何成立于2016年的长江存储 ， 仅用了6年时间就追赶上了全球领先的技术水平？长江存储原创的Xtacking技术功可谓是不可没！
资料显示 ， 长江存储的Xtacking技术 ， 是在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路 ， 而存储单元则是在另一片晶圆上被独立加工 。
当两片晶圆各自完工后 ， Xtacking技术只需一个处理步骤就可通过数百万根金属VIA(Vertical Interconnect Accesses ， 垂直互联通道)将二者键合接通电路 ， 而且只增加了有限的成本 。
闪充|232层堆叠？长江存储第四代3D闪存揭秘：独特架构 功不可没
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【闪充|232层堆叠？长江存储第四代3D闪存揭秘：独特架构 功不可没】根据长江存储此前公布的数据显示 ， 在传统3D NAND架构中 ， 外围电路约占芯片面积的20~30% ， 这也使得芯片的存储密度大幅降低 。
随着3D NAND技术堆叠到128层甚至更高 ， 外围电路所占据的芯片面积或将达到50%以上 ， Xtacking技术则可将外围电路置于存储单元之上 ， 从而实现比传统3D NAND更高的存储密度 。
此外 ， 在I/O速度方面 ， 目前NAND闪存主要是Intel/索尼/SK海力士/群联/西数/美光主推的ONFi 。最新的2021年公布的ONFI 5.0标准的I/O接口速度最大为2.4Gbps 。
而长江存储2019年量产的Xtacking 1.0技术就已经将I/O接口的速度大幅提升到3Gbps ， 实现与DRAM DDR4的I/O速度相当 。
长江存储表示 ， Xtacking技术不仅提高了I/O接口速度 ， 而且还保证了3D NAND多层堆叠可达到更高容量 ， 还可使得产品开发时间缩短三个月 ， 生产周期可缩短20% ， 从而大幅缩短3D NAND产品的从开发到上市周期 。
根据Tech Insights在去年10月拆解和测试长江存储512Gb 128层Xtacking 2.0 TLC芯片的分析报告显示 ， 该芯片的die尺寸为60.42mm2 ， 单位密度增加到了8.48 Gb/mm2 ，  比上一代的256Gb 64层的Xtacking 1.0 die 高出了92%。读取速度达到了7500 MB/s ， 写入速度也高达5500 MB/s 。


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